ITPD20060385A1

ITPD20060385A1 - AGRICULTURAL FILM FOR EMBOSSED AND PERFORATED MILLING

Info

Publication number: ITPD20060385A1
Authority: IT
Inventors: Marco Cascone
Original assignee: Agriplast Srl
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-04-18

Description

AGRIPLAST S.r.l. - VITTORIA (Ragusa) AGRIPLAST S.r.l. - VICTORY (Ragusa)

TITOLO TITLE

FILM AGRICOLO PER PACCIAMATURA GOFFRATO E FORATO AGRICULTURAL FILM FOR EMBOSSED AND PERFORATED MULCHING

CAMPO DELL’INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

5 Questa invenzione riguarda un film ad uno o più strati, monoestruso o coestruso, da utilizzare come film per pacciamatura, e che sia contemporaneamente forato e goffrato. 5 This invention relates to a film with one or more layers, mono-extruded or co-extruded, to be used as a film for mulching, and which is simultaneously perforated and embossed.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Film per pacciamatura Mulching film

10 La pacciamatura è un sistema di controllo e regolazione della temperatura e dell’umidità del terreno ottenuto per copertura del terreno stesso con film plastici. Il microclima così ottenuto permette una più rapida e sana crescita delle piantine. 10 Mulching is a system for controlling and regulating the temperature and humidity of the soil obtained by covering the soil with plastic films. The microclimate thus obtained allows a faster and healthier growth of the seedlings.

Sono note ed utilizzate varie tipologie di film per pacciamatura, a seconda 15 delle esigenze delle colture e dell’utilizzatore. Various types of mulching films are known and used, depending on the needs of the crops and the user.

Sono noti film per pacciamatura trasparenti e film per pacciamatura colorati. I film trasparenti vengono utilizzanti nei casi in cui l’esigenza sia quella di innalzare la temperatura del suolo. Transparent mulching films and colored mulching films are known. Transparent films are used in cases where the need is to raise the temperature of the soil.

I film colorati sono utilizzati nei casi in cui, oltre ad elevare la temperatura 20 del terreno, si voglia avere un effetto disinfestane contro le malerbe. Tali film sono prevalentemente neri o fotoselettivi, come ad esempio i film verdi o fumé. Colored films are used in cases where, in addition to raising the temperature 20 of the soil, you want to have a disinfesting effect against weeds. Such films are predominantly black or photoselective, such as green or smoky films.

Film per pacciamatura forato Perforated mulch film

Sono noti film per pacciamatura forati che presentano una matrice di fori già 25 predisposti fornendo agli agricoltori un agevole traccia per il posizionamento delle piantine. Perforated mulching films are known which have a matrix of holes already 25 prepared, providing farmers with an easy trace for positioning the seedlings.

La matrice di fori evita all’agricoltore di dover forare il film per piantare ciascuna piantina. The array of holes avoids the farmer having to pierce the film to plant each plant.

Poiché la foratura viene operata sul film mediante dispositivi con tolleranze 5 minime sulle distanze tra i fori sia in larghezza che in lunghezza, viene ottimizzata la disposizione geometrica delle piantine. Since the drilling is carried out on the film by means of devices with minimum tolerances 5 on the distances between the holes both in width and in length, the geometric arrangement of the plants is optimized.

La foratura del film agricolo per pacciamatura può essere realizzata sia durante la produzione del film, con un dispositivo di foratura posizionato prima del rullo avvolgitore in modo che il prodotto venga realizzato in 10 un’unica fase di lavorazione, sia in una fase successiva con un passaggio susseguente alla estrusione del prodotto. The drilling of the agricultural film for mulching can be carried out both during the production of the film, with a drilling device positioned before the winding roller so that the product is made in a single processing phase, and in a subsequent phase with a step following the extrusion of the product.

La matrice di fori può essere costituita, ad esempio, da una sola fila sviluppata nella lunghezza del film, due o più file affiancate sviluppate nella lunghezza del film o due o più file affiancate e sfalsate. The matrix of holes can be constituted, for example, by a single row developed in the length of the film, two or more rows side by side developed in the length of the film or two or more rows side by side and staggered.

15 Solitamente la distanza fra i fori è compresa tra 3 e 12 cm, e con disposizione geometrica compatibile con le esigenze dell’utilizzatore. 15 Usually the distance between the holes is between 3 and 12 cm, and with a geometric arrangement compatible with the user's needs.

Film per pacciamatura goffrato Embossed mulching film

Sono noti e prodotti film goffrati al fine di conseguire un miglioramento delle caratteristiche meccaniche. La goffratura consiste in una incisione sul 20 film, effettuata in fase di estrusione o effettuata in una lavorazione seguente all’estrusione, mediante apposita macchina atta ad incidere una trama, che varia in base alle caratteristiche del cilindro goffratore, per migliorare le caratteristiche meccaniche del film, soprattutto la resistenza alla perforazione ed alla lacerazione, sia trasversale che longitudinale. Embossed films are known and produced in order to achieve an improvement of the mechanical characteristics. Embossing consists of an incision on the 20 film, carried out during the extrusion phase or carried out in a process following the extrusion, by means of a special machine designed to engrave a weft, which varies according to the characteristics of the embossing cylinder, to improve the mechanical characteristics of the film, especially the resistance to perforation and tearing, both transversal and longitudinal.

25 Attualmente questa tecnica viene usata sui film agricoli da pacciamatura perché permette di utilizzare film con spessori di partenza molto ridotti, ad esempio 20 o 30 µm, che di per sè avrebbero bassa resistenza meccanica ma che in seguito a goffratura acquisiscono migliorate caratteristiche meccaniche. 25 Currently this technique is used on agricultural mulching films because it allows the use of films with very low starting thicknesses, for example 20 or 30 µm, which in themselves would have low mechanical resistance but which after embossing acquire improved mechanical characteristics.

5 La goffratura del film consente un minor costo al metro quadro del prodotto in quanto è possibile utilizzare un film di spessore molto sottile con caratteristiche meccaniche tipiche di film a spessore elevato. 5 The embossing of the film allows a lower cost per square meter of the product as it is possible to use a very thin film with mechanical characteristics typical of high thickness films.

Il film goffrato comporta anche vantaggi per l’ambiente in quanto utilizzando film di spessore più sottile, e quindi un quantitativo di film 10 minore a parità di superficie agricola da pacciamare, vi è minor scarto plastico da smaltire in seguito al ciclo agricolo. The embossed film also has advantages for the environment as by using thinner film thickness, and therefore a smaller amount of film 10 for the same agricultural area to be mulched, there is less plastic waste to be disposed of following the agricultural cycle.

Attualmente i film plastici disponibili in commercio per queste pratiche sono: il polietilene (PE), il cloruro di polivinile (PVC), l’etilen-vinil-acetato (EVA), il PE a bassa densità (LDPE), il coestruso PE etilen-vinil-acetato 15 (LDPE/EVA) ed il gruppo dei film additivati (LDPE sali silicati o fosfati o alluminati). Currently, the plastic films commercially available for these practices are: polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), ethylene-vinyl acetate (EVA), low-density PE (LDPE), coextruded PE ethylene -vinyl-acetate 15 (LDPE / EVA) and the group of additivated films (LDPE salts silicates or phosphates or aluminates).

Il PE messo a punto alla fine degli anni ‘70, trovò subito ampio favore presso gli agricoltori per la sua flessibilità, resistenza meccanica, tenuta alle alte temperature, disponibilità in spessori molto sottili, facilità di produzione 20 a livello industriale, e principalmente per il più basso costo commerciale. In riferimento alla struttura chimico-fisica e alla tecnologia di polimerizzazione si possono avere tre tipi diversi di PE: il primo con molecole lineari e rare ramificazioni corte laterali (HDPE), il secondo con molecole lineari provviste di ramificazioni lunghe e corte laterali (LLDPE) ed il terzo con 25 molecole lineari a ramificazioni lunghe laterali (LDPE). In generale il PE presenta un effetto serra inferiore rispetto agli altri film, ma mediante l’aggiunta di sostanze inorganiche (sali fosfatici, silicati, silico-alluminati ecc.) o organiche (vinil-acetato) durante il processo di fabbricazione o mediante la coestrusione di due o più strati di materiali affini e 5 complementari, si ha la possibilità di produrre un nuovo film che alle caratteristiche del primo (PE) somma quelle degli altri. The PE developed in the late 1970s immediately found widespread favor among farmers for its flexibility, mechanical resistance, resistance to high temperatures, availability in very thin thicknesses, ease of production 20 at an industrial level, and mainly for the lowest commercial cost. With reference to the chemical-physical structure and the polymerization technology, there are three different types of PE: the first with linear molecules and rare short lateral branches (HDPE), the second with linear molecules provided with long and short lateral branches (LLDPE) and the third with 25 linear molecules with long lateral branches (LDPE). In general, PE has a lower greenhouse effect than other films, but through the addition of inorganic (phosphate salts, silicates, silico-aluminates, etc.) or organic (vinyl-acetate) substances during the manufacturing process or through coextrusion of two or more layers of similar and 5 complementary materials, it is possible to produce a new film which adds to the characteristics of the first one (PE) those of the others.

Il PVC presenta elevata trasparenza alla radiazione solare e all’infrarosso corto (>90%) e per la limitata trasmittanza all’infrarosso lungo (<15%) che ne esalta la capacità termica. Nonostante ciò, la sua utilizzazione pratica 10 risulta limitata a circa il 2% del fabbisogno nazionale dei film plastici rispetto al 30% di EVA e al 68% di LDPE, contrariamente a quanto avviene, per esempio, in Giappone dove circa il 65% dei film utilizzati sono di PVC, il 25% di LDPE e il 10% di EVA (1991). Questo comportamento è spiegabile con il fatto che in Estremo Oriente il PVC è utilizzato in film 15 molto sottili (0,06 - 0,12 mm) ed in larghezze ridotte (0,5-2,2-4,2 m), mentre in Europa poiché vengono prodotti film prevalentemente di larghezza maggiore, la complessità di lavorazione industriale fa lievitare i costi per cui alla fine risulta più economico il LDPE. PVC has high transparency to solar radiation and short infrared (> 90%) and for the limited long infrared transmittance (<15%) which enhances its thermal capacity. Despite this, its practical use 10 is limited to about 2% of the national demand for plastic films compared to 30% of EVA and 68% of LDPE, contrary to what happens, for example, in Japan where about 65% of films used are of PVC, 25% of LDPE and 10% of EVA (1991). This behavior can be explained by the fact that in the Far East PVC is used in very thin films 15 (0.06 - 0.12 mm) and in reduced widths (0.5-2.2-4.2 m), while in Europe, since films of a greater width are mainly produced, the complexity of industrial processing raises the costs so that in the end LDPE is cheaper.

L’EVA si ottiene dall’etilene (C2H4) per co-polimerizzazione con l’acetato 20 di vinile e presenta caratteristiche simili al PVC, con una trasparenza al visibile a partire dall’89% ed una trasmittanza all’infrarosso lungo inferiore al 25% per cui risulta di elevata capacità termica. EVA is obtained from ethylene (C2H4) by co-polymerization with vinyl acetate 20 and has characteristics similar to PVC, with a visible transparency starting from 89% and a long infrared transmittance of less than 25 % for which it has a high thermal capacity.

I film noti e commercializzati per pacciamatura sono prodotti nella versione goffrata o nella versione preforata, ma non sono attualmente prodotti film 25 per pacciamatura che siano contemporaneamente goffrati e forati. The known and marketed films for mulching are produced in the embossed version or in the pre-perforated version, but there are currently no mulching films 25 which are simultaneously embossed and perforated.

SCOPI DEL TROVATO AIMS OF THE FOUND

Uno degli scopi del nuovo film è aumentare la temperatura del terreno. Un altro scopo del nuovo film è avere elevate caratteristiche di resistenza meccanica a parità di spessore di filmatura. One of the purposes of the new film is to raise the temperature of the soil. Another purpose of the new film is to have high mechanical resistance characteristics with the same film thickness.

5 Altro scopo del nuovo film è facilitare il posizionamento delle piantine ad una corretta distanza reciproca senza rovinare o lacerare il film di pacciamatura. 5 Another purpose of the new film is to facilitate the positioning of the seedlings at a correct mutual distance without damaging or tearing the mulching film.

Altro scopo del nuovo film è permettere un suo più semplice riciclo. Another purpose of the new film is to allow its easier recycling.

Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo film 10 agricolo per solarizzazione con poliammide ad elevato potere sterilizzante ed elevato effetto termico. These and other direct and complementary purposes are achieved by the new agricultural film 10 for solarization with polyamide with high sterilizing power and high thermal effect.

DESCRIZIONE DEL TROVATO DESCRIPTION OF THE FOUND

Il nuovo film è costituito da almeno uno strato di materiale plastico goffrato e forato. The new film consists of at least one layer of embossed and perforated plastic material.

15 La goffratura può essere realizzata durante il processo produttivo del film, oppure in un successivo processo produttivo. 15 Embossing can be performed during the film production process, or in a subsequent production process.

La foratura del film può essere realizzata durante il processo produttivo del film oppure in un successivo processo produttivo. The film can be perforated during the film production process or in a subsequent production process.

I fori realizzati nel film possono essere disposti in una o più file, 20 preferibilmente parallele fra loro ed alla lunghezza del film. The holes made in the film can be arranged in one or more rows, 20 preferably parallel to each other and to the length of the film.

I fori delle varie file possono essere allineati fra loro nella lunghezza del film, possono essere alternati o possono essere comunque disposti rispetto ai fori delle altre file. The holes of the various rows can be aligned with each other in the length of the film, they can be alternated or they can be arranged with respect to the holes of the other rows.

Il nuovo film può essere composto da uno o più polimeri. The new film can be composed of one or more polymers.

25 Alcuni esempi di varie combinazioni dei polimeri, partendo dai polimeri di base e dalle seguenti coppie eterogenee: LDPE e PA, EVA e PA, LLDPE e PA, PP e PA, PA e PU, PVC e PA, EMA e PA, EBA e PA, e loro copolimeri, e tutte le relative combinazioni possibili dei suddetti polimeri. Il film potrà anche essere costituito anche da un solo polimero in monostrato o 5 multistrato. 25 Some examples of various combinations of polymers, starting with the base polymers and the following heterogeneous pairs: LDPE and PA, EVA and PA, LLDPE and PA, PP and PA, PA and PU, PVC and PA, EMA and PA, EBA and PA, and their copolymers, and all the relative possible combinations of the aforesaid polymers. The film can also consist of a single polymer in a monolayer or a 5 multilayer.

I polimeri che costituiscono lo strato o gli strati del film possono essere omogenei od eterogenei e possono avere strutture polimeriche affini o non affini dal punto di vista molecolare, e concentrazioni variabili dall’1 al 100%. The polymers that make up the layer or layers of the film can be homogeneous or heterogeneous and can have similar or non-similar polymeric structures from a molecular point of view, and concentrations ranging from 1 to 100%.

10 DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO 10 DESCRIPTION OF THE SYSTEM

Il nuovo film di cui al presente trovato viene prodotto da apposito impianto produttivo preferenziale in grado di produrre il film dell’invenzione, dati come non restrittivi gli schemi allegati di figura 1 e figura 2 che mostrano una vista schematica dell’impianto. The new film referred to in the present invention is produced by a special preferential production plant capable of producing the film of the invention, given the attached diagrams of figure 1 and figure 2 which show a schematic view of the system as non-restrictive.

15 L’impianto che produce un film secondo il trovato sopra esposto è preferibilmente costituito da un apparecchio di estrusione convenzionale. Il sistema di dosaggio dei vari componenti da miscelare può essere del tipo gravimetrico oppure volumetrico, adatto comunque a dosare quanto necessario, nelle proporzioni richieste per le singole miscele nelle singole 20 viti, indi anche relativamente ad additivi e master coloranti. 15 The plant that produces a film according to the invention described above is preferably constituted by a conventional extrusion apparatus. The dosing system of the various components to be mixed can be of the gravimetric or volumetric type, however suitable for dosing what is necessary, in the proportions required for the single mixtures in the single 20 screws, and also in relation to additives and master dyes.

I granuli dei polimeri base e dei compounds componenti gli additivi possono essere soggetti a parziale premiscelatura in una tramoggia adatta ad alimentare la sezione di alimentazione dell’estrusore. The granules of the base polymers and compounds making up the additives may be subject to partial premixing in a hopper suitable for feeding the extruder feed section.

Nel caso della coestrusione, l’alimentazione sarà proporzionale per ogni 25 linea. In the case of coextrusion, the feed will be proportional for every 25 lines.

Visto e considerato che comunque si adottano varie tipologie di polimero nella sezione di alimentazione dell’estrusore la temperatura di estrusione deve essere vicina a quella del punto di fusione del polimero. Given and considering that various types of polymer are adopted in the extruder feed section, the extrusion temperature must be close to that of the melting point of the polymer.

Nel caso di miscele di più polimeri nella stessa vite la temperatura dovrà 5 essere vicina a quella del polimero a più basso punto di fusione. In the case of mixtures of several polymers in the same screw, the temperature must be 5 close to that of the polymer with the lowest melting point.

In questa zona i granuli iniziano a fondersi ed il materiale viene compresso e spinto attraverso una vite, che sta all’interno dell’estrusore. In this area the granules begin to melt and the material is compressed and pushed through a screw, which is inside the extruder.

La temperatura viene gradualmente variata mediante controlli automatizzati, settore per settore, tramite sensori di termocoppie, collegati a regolatori 10 termici tramite un’unità di controllo, per esempio di tipo PLC, e rispettivamente con resistori elettrici che riscaldano i diversi settori dell’estrusore. Ventole centrifughe sono disposte per raffreddare l’estrusore. La scelta della temperatura di ogni settore dell’estrusore è definita secondo il rapporto di attrito che viene generato tra il cilindro e la vite interna e le 15 curve reologiche dei polimeri usati. The temperature is gradually varied through automated controls, sector by sector, through thermocouple sensors, connected to 10 thermal regulators via a control unit, for example of the PLC type, and respectively with electrical resistors that heat the different sectors of the extruder. Centrifugal fans are arranged to cool the extruder. The choice of the temperature of each sector of the extruder is defined according to the friction ratio that is generated between the cylinder and the internal screw and the 15 rheological curves of the polymers used.

In questo modo il materiale fuso raggiunge la corretta fluidità e può passare attraverso la testa dell’estrusore e uscirne a forma di tubolare; il diametro e lo spessore sono regolati mediante iniezione di aria all’interno del tubo e dalla velocità dell’estrusione. In this way the molten material reaches the correct fluidity and can pass through the extruder head and exit it in the shape of a tubular; the diameter and thickness are regulated by the injection of air inside the tube and by the speed of the extrusion.

20 Il tubolare viene raffreddato alla base da aria di tangente e procede attraverso la torre di raffreddamento, e proseguendo, raggiunge i rulli di traino posti nella cima dell’impianto che completano lo schiacciamento del tubolare che viene rimandato verso il basso verso l’avvolgitore. 20 The tubular is cooled at the base by tangent air and proceeds through the cooling tower, and continuing, it reaches the tow rollers placed in the top of the system which complete the crushing of the tubular which is sent down towards the winder.

Nella figura 3 è illustrato schematicamente un impianto di goffratura del 25 film prodotto. Figure 3 schematically illustrates an embossing plant for the 25 film produced.

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo. These are the schematic modalities sufficient for the skilled person to realize the invention, consequently, in concrete application there may be variations without prejudice to the substance of the innovative concept.

5 Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alla tavola acclusa si esprimono le seguenti rivendicazioni. 5 Therefore, with reference to the preceding description and the attached table, the following claims are expressed.

Claims

CLAIMS 1. Film intended for use in agriculture for mulching consisting of one or more homogeneous polymers or two or more heterogeneous polymers having different molecular structures that are not reactive to each other from the molecular point of view, but 5 that can be bonded due to their rheological characteristics characterized by the fact that it is embossed and pre-drilled at the same time.

2. Film as per the preceding claim, characterized in that the holes are made in a single row parallel to the length of the film.

3. Film as per claim 1, characterized in that the holes 10 are made in two or more parallel rows.

4. Film as per claim 3, characterized in that the holes of each row are placed side by side with the holes of the other rows.

5. Film as per claim 3, characterized in that the holes of each row are offset with respect to the holes of the other rows. 15

6. Film as per one or more preceding claims, characterized in that it is perforated just after the extrusion step.

7. Film as per claims 1, 2, 3, 4, 5, characterized in that it is perforated in a subsequent processing and independent of the extrusion step.

8. Film according to one or more claims 1, 2, 3, 4, 5, characterized by the fact 20 of being embossed just after the extrusion step.

9. Film as per one or more claims 1, 2, 3, 4, 5, characterized in that it is embossed in a subsequent and independent process to the extrusion step.

10. Film as per the preceding claims, characterized in that it is 25 single-layer.

11. Film as per the preceding claims, characterized in that it is multilayered.

12. Film according to one or more preceding claims, characterized in that it contains in a blend one or more of the following polymers: LDPE, LLDPE, 5 PA, PU, PVC, EVA, PP, EMA, EBA, copolymers of the previously listed polymers.

13. Film, as per one or more preceding claims, characterized in that it is made in a thickness ranging from 1 to 1000 µm for each layer.

14. Film, according to one or more preceding claims, characterized by the fact 10 of being transparent.

15. Film, as per one or more preceding claims, characterized in that it is colored.

16. Film, as per one or more preceding claims, characterized in that it has an improved mechanical resistance originating with respect to a similar traditional film not embossed by the embossing itself.

17. Film, as per one or more preceding claims, characterized in that it is made by monoextrusion or coextrusion, by blown extrusion or flat head.

18. Film, as per one or more preceding claims, characterized by the fact 20 that it may or may not contain slippery, antistatic, anti-drip, UV stabilizers, mineral fillers, adhesives for adjacent layers, nucleating agents, cross-linking agents, maleic anhydride, nanocomposites, microspheres hollow and non-hollow glass, silica, zeolite, ceramic or other materials.

19. Film, according to one or more preceding claims, characterized by embossing depth.